Microgrid II - Signaux d'électrocorticographie pour prothèses de main humaine

Les accidents vasculaires cérébraux, les lésions de la moelle épinière, les lésions des extrémités et les syndromes dégénératifs/verrouillés font partie des affections qui peuvent bénéficier d'options neuroprothétiques durables. Les chercheurs ont étudié le cortex moteur humain et les zones corticales associées avec un enregistrement cérébral direct (électrocorticographie ou ECoG) comme signal pour les neuroprothèses motrices. Réalisant des études passionnantes chez l'homme avec des champs locaux utilisant des électrodes intracorticales et des interfaces cerveau-ordinateur de travail à long terme avec EEG, l'électrocorticographie étudie un niveau intermédiaire de spécificité spatiale et peut avoir une durabilité dans les enregistrements à long terme. Les signaux ECoG pourraient finalement être obtenus par voie épidurale ou même plus superficiellement si les signaux exacts étaient mieux compris. À ce jour, les chercheurs ont démontré que les signaux ECoG du cortex moteur peuvent être utilisés pour décoder le mouvement et avoir une précision à l'aide de matrices cliniques (résolution de 1 cm) qui peuvent décoder le mouvement de la main et permettre la séparation du mouvement des chiffres. Ces signaux ont été utilisés pour l'interface cerveau-ordinateur et peuvent être utilisés pour contrôler une main prothétique chez l'homme.

L'électrocorticographie (ECoG) est l'enregistrement des signaux cérébraux directement à partir de la surface corticale. Chez les patients subissant un traitement chirurgical de l'épilepsie, ces signaux sont disponibles et se sont révélés être de riches sources de signaux liés au moteur qui peuvent piloter une neuroprothèse de la main dans le cadre d'une interface cerveau-ordinateur (BCI). Bien que la résolution cliniquement disponible de 1 cm permette la séparation de différents types de mouvement des doigts en utilisant les caractéristiques à haute fréquence de l'enregistrement ECoG (70-100 Hz), des résolutions spatiales plus élevées (3 mm) augmentent la capacité de décoder les mouvements des doigts et plus compliqués mouvements de la main, comme saisir différents objets. La résolution idéale est l'une des nombreuses lacunes dans la limite des connaissances poursuivant la mise en œuvre de la BCI basée sur ECoG ainsi que l'incertitude quant à la longévité des signaux ECoG et la mise en œuvre humaine de la rétroaction directement au cortex par stimulation électrique.

Objectif spécifique :

Réseaux de résolution plus élevée sur une période subaiguë (1 semaine) pour permettre l'adaptation et l'utilisation BCI des signaux de résolution plus élevée. Un réseau 8x8 de résolution 3mm sera placé sur le cortex sensorimoteur. Les synergies de saisie seront déterminées et cartographiées sur les électrodes pour déterminer les canaux de contrôle pour chaque synergie. Le contrôle de plusieurs synergies déplacera une main robotique simulée vers une forme cible indicée visuellement

1. Les synergies de la main seront cartographiées indépendamment sur le 3 mm x 3 mm (microarray) avec au moins une électrode indépendante pour chacune des trois premières synergies
2. En utilisant les signaux du microréseau, les participants déplaceront correctement la main robotique dans l'une des 6 postures cibles avec une précision de 50 %.